电动分度头控制系统设计与研究

发布时间：2017-10-28 08:30

  本文关键词：电动分度头控制系统设计与研究

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【摘要】：分度头是一种角度测量设备,一般是以光学度盘圆光栅或感应同步器为分度元件组成,主要用途是对固定在中心轴上的工件进行分度和角度测量,并且可以通过其它测量工具在其圆周上或任意角度内进行测量操作。本文提出一种基于神经网络PID控制器的全数字化电动分度头控制系统,提出了总体设计方案,采用速度环与位置环的双环控制技术,建立系统控制模型,并给出具体的工程实现。原理样机的最大中心高为260mm,最大承载为150kg,被测量工件的最大尺寸为3500mm,具备水平或垂直方向的自动分度和锁定,数字化测量与显示、测量数据存储与打印等功能。文中首先给出了电动分度头技术指标要求,针对电动分度头的技术指标要求分析了系统的组成部分和各部分相对应的功能,选择了所需的硬件设备。其次阐述了电动分度头控制系统设计及基于神经网络PID控制器的应用,基于BP神经网络的PID控制器应用及算法实现。最后介绍了电动分度头控制系统的软件设计。
【关键词】：电动分度头 码盘 PID控制器
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH712
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题背景9
• 1.2 国内外分度头的现状及分析9-12
• 1.2.1 角度测量技术发展现状9-10
• 1.2.2 分度头技术发展现状10-11
• 1.2.3 光学分度头和电动分度头的优缺点11-12
• 1.3 控制方法简述12-13
• 1.4 项目的先进性及意义13
• 1.4.1 项目的先进性13
• 1.4.2 重大意义13
• 1.5 论文的研究内容13-15
• 2 电动分度头总体设计方案15-25
• 2.1 电动分度头的技术要求15
• 2.2 电动分度头构成原理15-16
• 2.4 电动分度头关键元器件原理及选择16-23
• 2.4.1 测角元件的选择及测角方案16-19
• 2.4.2 驱动元件的选择19-21
• 2.4.3 功率放大元件的选择21-22
• 2.4.4 工控机及A/D、D/A板卡22-23
• 2.5 控制软件设计23-24
• 2.6 关键问题24
• 2.7 本章小结24-25
• 3 分度头控制系统设计及PID控制器应用25-35
• 3.1 分度头控制系统方案25-28
• 3.1.1 直流力矩电机的数学模型25-27
• 3.1.2 电机功放的数学模型27
• 3.1.3 测角元件的数学模型27-28
• 3.2 速度环控制器设计28-30
• 3.3 位置环PID控制器设计30-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 基于BP神经网络的PID控制器应用及算法实现35-44
• 4.1 数字PID控制器原理35-37
• 4.2 基于神经网络的PID控制理论37-38
• 4.3 BP神经网络的控制算法38-42
• 4.4 神经网络PID控制器仿真42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 5 基于RTX的控制系统软件设计44-50
• 5.1 RTX基本原理44
• 5.2 基于Windows+RTX的实时控制软件设计44-48
• 5.2.1 软件的分层构架45
• 5.2.2 人机交互软件的实现45
• 5.2.3 实时控制软件的实现45-48
• 5.3 控制软件安全保护设计48-49
• 5.4 系统自检功能设计49
• 5.5 本章小结49-50
• 6 结论50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-54
• 附录54

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本文编号：1107467